WO2020162784A1 - Method for manufacturing a printing plate for etching and etching solution for carrying out said method - Google Patents

Abstract

The invention relates to printmaking, more particularly to a method for manufacturing a printing plate for etching. The invention makes it possible to reduce the labour intensity of manufacturing a printing plate and to increase the resolution thereof. For this purpose, a protective layer of copper or an alloy thereof is deposited (for example by immersion) onto a metal base having a negative electrode potential higher than the electrode potential of copper, a drawing is engraved, after which etching is carried out in a solution that dissolves the metal of the base primarily as a result of a contact exchange reaction with the copper ions. The solution for carrying out the method comprises, in g/l: 20-250 g/l of copper sulfate, a complexing agent in a quantity necessary for forming a soluble complex copper (II) salt and a free excess of at least 0.1 g/l, and 0.1-150 g/l of sodium chloride. Variants of the method make it possible to produce a multi-level relief of a printing image, to detect defects in the protective layer, to print a test copy without removing the protective layer and, when necessary, to make alterations and additions to the printing image.

Description

Способ изготовления печатной формы для офорта и травильный раствор для его осуществления. A method of manufacturing a printing plate for etching and an etching solution for its implementation.

Область техники. The field of technology.

Изобретение относится к печатной графике, в частности к способу изготовления печатной формы для офорта. The invention relates to printed graphics, in particular to a method for manufacturing a printing plate for etching.

Предшествующий уровень техники. Prior art.

Известен способ изготовления печатной формы для офорта, заключающийся в гравировании офортной иглой на металлическом основании гравюры. Создание печатной формы в этой манере, получившей название - сухая игла, требует определенных физических усилий и гравировальных навыков, а ее тиражность невысокая. [Зорин Л.Н. Эстамп: Руководство по графическим и печатным техникам.- М.: ООО «Издательство АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2004.- С.52-54]. A known method of manufacturing a printing plate for etching, which consists in engraving with an etching needle on the metal base of the engraving. The creation of a printing plate in this manner, called dry point, requires certain physical efforts and engraving skills, and its circulation is low. [Zorin L.N. Printmaking: Guide to graphic and printing techniques. - M .: OOO "AST Publishing House": OOO "Astrel Publishing House", 2004. - P.52-54].

Известен способ изготовления печатной формы для офорта, включающий гравирование рисунка на металлическом основании покрытом защитным слоем лака, углубление обнаженного металла травлением, удаление защитного слоя. Эта наиболее широко распространенная манера создания печатной формы носит наименование - классический офорт. [Звонцов В.М., Шистко В.И. Офорт: Техника, история. - СПб. : Аврора, 2004. - С.41]. A known method of manufacturing a printing plate for etching, including engraving a pattern on a metal base covered with a protective layer of varnish, deepening the exposed metal by etching, removing the protective layer. This most widespread manner of creating a printing plate is called classic etching. [Zvontsov V.M., Shistko V.I. Etching: Technique, History. - SPb. : Aurora, 2004. - P.41].

Недостатком данного способа является то, что для защиты металла от травления применяется лак. Слабая адгезия лака к металлу ограничивает плотность линий рисунка, так как при гравировании возможно отслоение пленки между смежными штрихами. По этой же причине возможно растравливание металла в местах пересечения штрихов. Кроме этого, необходимость копчения лака и применения для его удаления органических растворителей увеличивает трудоемкость способа и ухудшает условия труда. The disadvantage of this method is that varnish is used to protect the metal from etching. Poor adhesion of varnish to metal limits the density of the lines of the pattern, since during engraving, the film may peel off between adjacent strokes. For the same reason, metal etching at the intersection of the strokes is possible. In addition, the need to smoke varnish and use organic solvents to remove it increases the complexity of the method and worsens working conditions.

Изложение сущности изобретения. Statement of the essence of the invention.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача снизить трудоемкость изготовления печатной формы и повысить ее разрешающую способность. Другие цели и достоинства настоящего изобретения будут выявлены ниже при рассмотрении описания. Based on the foregoing, the present invention was based on the task of reducing the labor intensity of manufacturing the printing plate and increasing its resolution. Other objects and advantages of the present invention will be revealed below upon consideration of the description.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления печатной формы для офорта, включающем гравирование рисунка на металлическом основании покрытом защитным слоем, углубление обнаженного металла травлением, удаление защитного слоя, металлическое основание изготавливают из металла или сплава имеющего электродный потенциал более отрицательный, чем электродный потенциал меди, в качестве защитного слоя осаждают медь или ее сплав, а травление осуществляют в растворе, обеспечивающем растворение металла основания преимущественно вследствие реакции контактного обмена с ионами меди. This goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing a printing plate for etching, including engraving a pattern on a metal base covered with a protective layer, deepening the exposed metal by etching, removing the protective layer, the metal base is made of a metal or alloy having an electrode potential that is more negative than the electrode potential of copper , copper or its alloy is deposited as a protective layer, and the etching is carried out in a solution that ensures the dissolution of the base metal mainly due to the reaction of contact exchange with copper ions.

Применение для защиты основания от травления вместо лака слоя меди позволяет исключить ряд трудоемких операций и осуществлять параллельное или перекрестное штрихование с шагом не доступным для классического офорта. Последнее обусловлено тем, что адгезия пленки меди к металлу основания выше когезии, поэтому при гравировании нет отделения защитного слоя между смежными штрихами. По сути, минимальный шаг штриховки определяется не разрешающей возможностью гравирования, а точностью воспроизведения награвированного рисунка при травлении, то есть фактором травления - отношением глубины травления к величине бокового подтравливания. Очевидно, что уменьшение зазоров между штрихами позволяет увеличить плотность рисунка. Преимуществом такого подхода является также то, что эскиз рисунка можно нарисовать непосредственно на поверхности меди, например, маркером или перевести через копирку, без опасения повредить защитный слой. Для лучшей наглядности процесса гравирования поверхность меди можно предварительно окрасить тушью, а перед травлением тушь смыть. The use of a copper layer to protect the base from etching instead of varnish makes it possible to exclude a number of labor-intensive operations and to carry out parallel or cross hatching with a step that is not available for classical etching. The latter is due to the fact that the adhesion of the copper film to the base metal is higher than cohesion, therefore, during engraving, there is no separation of the protective layer between adjacent strokes. In fact, the minimum shading step is determined not by the resolving ability of engraving, but by the reproduction accuracy of the engraved pattern during etching, that is, by the etching factor - the ratio of the etching depth to the amount of lateral undercutting. It is obvious that reducing the gaps between strokes allows you to increase the density of the pattern. The advantage of this approach is also that the sketch of the picture can be drawn directly on the surface of the copper, for example, with a marker or translated through a carbon copy, without fear of damaging the protective layer. For better clarity of the engraving process, the copper surface can be pre-painted with ink, and rinsed off before etching.

Гравировать по меди можно офортной иглой или любыми другими острыми предметами, важно чтобы инструмент обнажал металл основания, а не мял его. Так как слой меди тонкий, усилия для этого требуются совсем небольшие, движение иглы свободно, как по лаку, и техника гравирования более проста и доступна, чем приемы работы в манере сухой иглы. You can engrave on copper with an etching needle or any other sharp objects, it is important that the tool exposes the base metal, and does not crush it. Since the copper layer is thin, very little effort is required for this, the movement of the needle is free, like on varnish, and the engraving technique is simpler and more accessible than techniques of working in the manner of a dry needle.

Для обеспечения качественного травления медный слой должен быть сплошным и малопористым, а это достигается определенной толщиной осадка. Экспериментально установлено, что слой меди должен иметь минимальную толщину 1-1,5 мкм. Меньшие значения толщины, из-за множественной пористости осадка, могут приводить к растравливанию металла основания. To ensure high-quality etching, the copper layer must be continuous and low-porous, and this is achieved by a certain thickness of the deposit. It has been experimentally established that the copper layer should have a minimum thickness of 1-1.5 microns. Smaller thickness values, due to the multiple porosity of the deposit, can lead to etching of the base metal.

Нанесение медного покрытия может быть осуществлено на всю заготовку, на ее лицевую часть или на часть заготовки любым известным способом. Поскольку доску изготавливают из металла или сплава имеющего электродный потенциал более отрицательный, чем электродный потенциал меди, наиболее простым, высокопроизводительным и не требующим капитальных затрат, является способ иммерсионного (контактного) меднения. Недостаток иммерсионного меднения заключается в том, что вследствие особенности процесса контактного обмена покрытие неизбежно формируется пористым и его нельзя использовать в качестве защитного. Чтобы обойти это ограничение, в предлагаемом способе травление осуществляют в растворе, в котором растворение обнаженного на месте рисунка металла происходит преимущественно вследствие реакции контактного обмена между металлом основания и ионами меди. В этом случае, при взаимодействии травящего раствора с обрабатываемой поверхностью, параллельно протекают два процесса - контактный обмен между металлом основания и ионами меди и электролиз, обусловленный работой образовавшейся короткозамкнутой гальванической пары металл-медь, в которой основание является анодом. Из электродных реакций следует, что в результате анодного растворения металла основания происходит формирование углубленного рельефа, а вследствие катодного восстановления выделение меди на незащищенных участках основания и осаждение меди на поверхность защитного слоя. Параллельное протекание контактного обмена и внутреннего электролиза увеличивает скорость анодного растворения и она становится равной сумме скоростей обеих катодных реакций. В этих условиях на открытых участках формируется пористое покрытие с высокоразвитой поверхностью, практически не имеющее сцепления с основой, а на защитном слое медь оседает в компактном виде, увеличивая его толщину. С ростом толщины меди количество пор, доходящих до основного металла, уменьшается и при определенных толщинах защитный слой становится практически беспористым. Качественный результат может быть получен в том случае, когда заращивание пор будет происходить быстрее растравливания металла основания под порами защитного слоя. Такой режим травления достигается при определенном составе и концентрации компонентов травильного раствора, вследствие неодинакового протекания катодных и анодных реакций в порах и на открытых участках металла.Copper plating can be carried out on the entire workpiece, on its face, or on a portion of the workpiece in any known manner. Since the board is made of a metal or alloy having an electrode potential that is more negative than the electrode potential of copper, the simplest, most efficient and not requiring capital expenditures is the method of immersion (contact) copper plating. The disadvantage of immersion copper plating is that due to the peculiarities of the contact exchange process, the coating is inevitably formed porous and cannot be used as a protective one. To get around this limitation, in the proposed method, etching is carried out in a solution in which the dissolution of the metal exposed in place of the pattern occurs mainly due to the reaction of contact exchange between the base metal and copper ions. In this case, when the etching solution interacts with the surface to be treated, two processes proceed in parallel - contact exchange between the base metal and copper ions and electrolysis, due to the operation of the formed short-circuited galvanic metal-copper pair, in which the base is the anode. It follows from the electrode reactions that as a result of the anodic dissolution of the base metal, a deep relief is formed, and as a result of cathodic reduction, copper is released in unprotected areas of the base and copper is deposited on the surface of the protective layer. The parallel flow of contact exchange and internal electrolysis increases the rate of anodic dissolution and it becomes equal to the sum of the rates of both cathodic reactions. Under these conditions, in open areas, a porous coating with a highly developed surface is formed, which practically does not have adhesion to the base, and copper settles on the protective layer in a compact form, increasing its thickness. With growth With a copper thickness, the number of pores reaching the base metal decreases, and at certain thicknesses the protective layer becomes practically pore-free. A qualitative result can be obtained when the pore overgrowth occurs faster than the etching of the base metal under the pores of the protective layer. This etching mode is achieved at a certain composition and concentration of the components of the etching solution, due to the unequal flow of cathodic and anodic reactions in the pores and in open areas of the metal.

На открытых участках сопряженные реакции восстановления меди и растворения металла протекают со скоростью пропорциональной концентрации ионов меди в растворе. При отсутствии концентрационных ограничений катодного процесса, скорость анодной реакции под порами защитного слоя не зависит от концентрации восстанавливаемого металла, так как контролируется диффузией продуктов растворения металла основания через поры. Поэтому выбор интервала концентрации ионов меди в растворе становится решающим фактором определяющим возможность заращивания пор в защитном слое. Нижний предел концентрации ионов меди должен обеспечивать осаждение на поверхности основания сплошного компактного слоя меди достаточной толщины и приемлемую скорость травления. Повышать концентрацию можно до того предела, при котором не происходит растравливания металла основания. In open areas, the conjugate reactions of copper reduction and metal dissolution proceed at a rate proportional to the concentration of copper ions in the solution. In the absence of concentration limitations of the cathodic process, the rate of the anodic reaction under the pores of the protective layer does not depend on the concentration of the metal being reduced, since it is controlled by the diffusion of the dissolution products of the base metal through the pores. Therefore, the choice of the concentration range of copper ions in the solution becomes a decisive factor determining the possibility of pore overgrowth in the protective layer. The lower limit of the concentration of copper ions should ensure the deposition on the surface of the base of a continuous compact copper layer of sufficient thickness and an acceptable etching rate. The concentration can be increased up to the limit at which etching of the base metal does not occur.

Известен раствор для размерной обработки поверхности стальных деталей, содержащий сульфат меди и воду. [Грилихес С. Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. - Л.: Машиностроение, 1983. - С.70-71]. Known solution for sizing the surface of steel parts, containing copper sulfate and water. [Grilikhes S. Ya. Degreasing, etching and polishing of metals. - L .: Mechanical engineering, 1983. - P.70-71].

Известен также раствор для поверхностного травления стали, содержащий сульфат меди, соляную кислоту и воду. [ГОСТ 5639-82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. М., 2003, С. 10]. Also known is a solution for surface pickling of steel containing copper sulfate, hydrochloric acid and water. [GOST 5639-82. Steels and alloys. Methods for identifying and determining the size of the grain. M., 2003, S. 10].

Действие обоих растворов основано на стравливании металла вследствие контактного обмена. Недостаток растворов в том, что выделяющаяся контактная медь блокирует активную поверхность металла и чтобы получить приемлемую скорость и качество травления ее необходимо механически удалять. Поэтому предлагаемый способ не может быть осуществлен при применении известных растворов травления. Кроме того, в них восстановление меди происходит в результате разряда двухвалентных ионов при низкой катодной поляризации, из-за чего растворы имеют плохую рассеивающую и кроющую способность. В результате катодный ток, обусловленный работой гальванической пары медь- металл, максимален у границы рельефа и резко убывает по мере удаления от нее. Из-за неравномерности распределения тока, в удалении от кромки рисунка, плотность тока оказывается меньше минимально необходимой и часть поверхности остается непокрытой медью или ее толщина недостаточна для заращивания пор. Между тем известно, что рассеивающая и кроющая способность растворов значительно возрастает при использовании комплексных солей. Применение в травильном растворе комплексной соли меди (II) позволяет выравнять распределение тока и, соответственно, толщину нарастающей меди по поверхности основания и предотвратить растворение металла под порами защитного слоя. The action of both solutions is based on the etching of the metal due to contact exchange. The disadvantage of solutions is that the released contact copper blocks the active surface of the metal and, in order to obtain an acceptable rate and quality of etching, it must be mechanically removed. Therefore, the proposed method cannot be carried out using known etching solutions. In addition, copper reduction in them occurs as a result of the discharge of divalent ions at low cathodic polarization, which is why the solutions have poor scattering and hiding power. As a result, the cathode current caused by the operation of a galvanic copper-metal pair is maximum at the edge of the relief and sharply decreases with distance from it. Due to the uneven distribution of the current, at a distance from the edge of the pattern, the current density is less than the minimum required and part of the surface remains uncoated with copper or its thickness is insufficient for overgrowing the pores. Meanwhile, it is known that the scattering and hiding power of solutions increases significantly when using complex salts. The use of a complex copper (II) salt in the pickling solution allows to equalize the current distribution and, accordingly, the thickness of the growing copper over the surface of the base and prevent the dissolution of the metal under the pores of the protective layer.

Способ может быть осуществлен в растворе, содержащем сульфат меди, источник хлорид-ионов и воду, который дополнительно содержит комплексообразователь, а в качестве источника хлорид-ионов - натрий хлористый при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат меди 20-250, комплексообразователь, в количестве необходимом для образования растворимой комплексной соли меди (II) и свободный избыток не менее 0,1 г/л, натрий хлористый 0,1-150. The method can be carried out in a solution containing copper sulfate, a source of chloride ions and water, which additionally contains a complexing agent, and sodium chloride as a source of chloride ions with the following ratio of components, g / l: copper sulfate 20-250, a complexing agent, in the amount necessary for the formation of a soluble complex copper (II) salt and a free excess of at least 0.1 g / l, sodium chloride 0.1-150.

Термин "комплексообразователь" в настоящем изобретении означает химическое вещество или смесь веществ образующих комплекс с ионами меди (II). В качестве комплексообразователя можно использовать различные органические и неорганические соединения. Например, из простых и доступных органических соединений комплекс с медью образует лимонная кислота, из неорганических- пирофосфат калия или натрия. The term "complexing agent" in the present invention means a chemical substance or a mixture of substances forming a complex with copper (II) ions. Various organic and inorganic compounds can be used as a complexing agent. For example, from simple and available organic compounds, a complex with copper forms citric acid, from inorganic compounds - potassium or sodium pyrophosphate.

Эксперименты показали, что в растворах с концентрацией исходных компонентов в выбранных интервалах достигается получение наиболее высококачественных результатов. При содержании сульфата меди менее 20 г/л процесс проходит с катодным диффузионным контролем, скорости травления и восстановления меди малы и не обеспечиваются условия необходимые для заращивания пор. С увеличением концентрации скорость травления возрастает до некоторого предела, пока анодный ток, обусловленный реакцией контактного обмена, не достигнет своего максимального значения. Повышение концентрации более 250 г/л не приводит к увеличению скорости травления и не дает никаких дополнительных преимуществ. Вместо сульфата меди можно применять другие соединения меди, например, нитрат, карбонат, хлорид, гидроксид. Experiments have shown that in solutions with the concentration of the starting components in the selected intervals, the highest quality results are obtained. When the content of copper sulfate is less than 20 g / l, the process proceeds with cathodic diffusion control, the rates of etching and reduction of copper are low and the conditions necessary for overgrowing of pores are not provided. FROM With an increase in concentration, the etching rate increases to a certain limit until the anode current caused by the contact exchange reaction reaches its maximum value. Increasing the concentration above 250 g / L does not increase the etching rate and does not provide any additional benefits. Instead of copper sulfate, other copper compounds can be used, for example, nitrate, carbonate, chloride, hydroxide.

Содержание комплексообразователя связано с концентрацией основного компонента - сульфата меди, комплексообразователь берется в таком количестве, чтобы образовалась растворимая комплексная соль меди и остался небольшой свободный избыток, необходимый для предотвращения образования осадка в процессе травления. The content of the complexing agent is related to the concentration of the main component - copper sulfate; the complexing agent is taken in such an amount that a soluble complex copper salt is formed and a small free excess remains, which is necessary to prevent the formation of a precipitate during the etching process.

Введение добавки хлористого натрия регулирует процесс растворения металла основания и скорость контактного обмена, препятствует образованию плотной пленки контактной меди на открытых участках и повышает качество травления. При содержании хлористого натрия менее 0,1 г/л действие его не эффективно и скорость травления мала, при концентрации более 150 г/л происходит увеличение скорости травления за счет вклада самой добавки, раствор становится излишне агрессивным и возможно растравливание металла под порами защитного слоя. The addition of sodium chloride regulates the dissolution of the base metal and the rate of contact exchange, prevents the formation of a dense contact copper film in open areas and improves the etching quality. When the sodium chloride content is less than 0.1 g / l, its effect is not effective and the etching rate is low; at a concentration of more than 150 g / l, the etching rate increases due to the contribution of the additive itself, the solution becomes excessively aggressive and metal etching under the pores of the protective layer is possible.

Выбор состава и концентрации травителя зависит от природы металла основания. В приведенных числовых интервалах содержания компонентов любые крайние точки и/или числа внутри интервалов можно комбинировать. Верхние пределы концентраций могут быть ограничены растворимостью компонентов раствора. При разном соотношении компонентов раствора получается разная фактура травленной поверхности и качество проработки контура рисунка. При прочих равных условиях в растворах с большей концентрацией ионов меди вероятность заращивания пор будет выше. The choice of the composition and concentration of the etchant depends on the nature of the base metal. In the given numerical ranges of the contents of the components, any extreme points and / or numbers within the ranges can be combined. The upper concentration limits can be limited by the solubility of the components of the solution. With a different ratio of the components of the solution, a different texture of the etched surface and the quality of the contour of the pattern are obtained. All other things being equal, in solutions with a higher concentration of copper ions, the probability of pore clogging will be higher.

При травлении вследствие контактного обмена форма вытравленных углублений отличается от формы получаемой при традиционном химическом травлении. При химическом травлении боковая стенка штриха имеет определенный наклон к поверхности, из-за чего в оттиске границы линий не всегда имеют яркое и четкое отображение. В предлагаемом способе стенка почти вертикальна. Обусловлено это тем, что в процессе травления на боковой стенке нарастает плотный слой меди. По мере углубления рельефа толщина слоя меди растет, проникновение через него травителя все более затрудняется и скорость травления падает. При этом боковая стенка штриха ближе к поверхности пластины оказывается защищена от коррозии в большей степени, чем в зоне дна, вследствие чего и обеспечивается вертикальный профиль. Это же обстоятельство способствует формированию рельефа с довольно хорошим фактором травления, который может достигать 2-3 и более, что позволяет воспроизводить рисунок с высокой точностью. When etching due to contact exchange, the shape of the etched depressions differs from the shape obtained with traditional chemical etching. With chemical etching, the side wall of the stroke has a certain inclination to the surface, which is why the line boundaries in the print do not always have a bright and clear display. In the proposed method, the wall is almost vertical. This is due to the fact that during the etching process a dense copper layer grows on the side wall. As the relief deepens, the thickness of the copper layer grows, the penetration of the etchant through it becomes more and more difficult, and the etching rate decreases. In this case, the side wall of the groove closer to the surface of the plate is protected from corrosion to a greater extent than in the bottom area, as a result of which a vertical profile is provided. The same circumstance contributes to the formation of a relief with a fairly good etching factor, which can reach 2-3 or more, which makes it possible to reproduce the pattern with high accuracy.

Углубленный рельеф может быть одноуровневым - когда все изображение протравлено на определенную глубину, при которой цвет красочного слоя в оттиске достигает своей предельной насыщенности и создает визуальное впечатление однородно окрашенной поверхности, и многоуровневым, для создания тональной градации и эффекта объемности изображения. В одном из вариантов реализации способа, чтобы получить многоуровневый рельеф, перед травлением отдельные участки металла основания, обнаженного на месте рисунка, покрывают химически стойким материалом, а процесс травления прерывают для его частичного или полного удаления, после чего продолжают травление. Тех же результатов можно добиться, если травление прервать, удалить часть слоя меди гравированием и/или покрыть отдельные участки рельефа, на которых достигнута нужная глубина, химически стойким материалом, после чего продолжить травление. И в том и другом случае ранее выполненная часть изображения протравится на дополнительную глубину. Технологически первый вариант проще в реализации, так как в перерывах не требуется терять время на сушку химически стойкого материала. Можно сочетать оба способа вместе, а процесс периодически повторять, пока не будет получено желаемое количество уровней. Depth relief can be single-level - when the entire image is etched to a certain depth, at which the color of the ink layer in the print reaches its maximum saturation and creates a visual impression of a uniformly colored surface, and multi-level, to create tonal gradation and the effect of three-dimensional image. In one embodiment of the method, in order to obtain a multilevel relief, before etching, individual sections of the base metal exposed at the site of the pattern are coated with a chemically resistant material, and the etching process is interrupted to partially or completely remove it, after which etching is continued. The same results can be achieved if the etching is interrupted, a part of the copper layer is removed by engraving and / or the separate areas of the relief, where the required depth is reached, with a chemically resistant material, and then etching is continued. In both cases, the previously executed part of the image will be etched to an additional depth. Technologically, the first option is easier to implement, since there is no need to waste time drying chemically resistant material during breaks. You can combine both methods together, and repeat the process periodically until you get the desired number of levels.

Еще один вариант способа позволяет контролировать процесс формирования углубленного рельефа посредством печати пробного оттиска без удаления защитного слоя и, при необходимости, вносить исправления и дополнения в печатающее изображение, после чего продолжать процесс. Осаждающаяся при травлении медь изменяет фактуру поверхности, а вдоль контура рисунка у самой кромки образуется утолщение меди в виде буртика, которое задерживает печатную краску, поэтому оттиск получается на сером фоне с тоном вокруг каждого штриха и не дает полного представления о результатах работы, но по нему вполне можно судить о технических и художественных дефектах. Корректирование печатной формы осуществляют гравированием по защитному слою до обнажения металла доски и/или покрытием отдельных протравленных участков химически стойким материалом. Такой прием можно осуществлять один раз или периодически, в несколько последовательных стадий с промежуточным внесением исправлений и дополнений. Another variant of the method allows you to control the process of forming an indented relief by printing a proof print without removing the protective layer and, if necessary, make corrections and additions to the printing image, and then continue the process. Copper deposited during etching changes the texture of the surface, and along the contour of the pattern at the very the edge is formed by a thickening of copper in the form of a bead, which delays the printing ink, so the print is obtained on a gray background with a tone around each stroke and does not give a complete picture of the results of the work, but it is quite possible to judge technical and artistic defects from it. Correction of the printing plate is carried out by engraving on the protective layer until the metal of the board is exposed and / or by coating individual etched areas with a chemically resistant material. This technique can be carried out once or periodically, in several successive stages with the intermediate introduction of corrections and additions.

Если медь используется в качестве временного покрытия, необходимого только на этапе защиты при травлении, то впоследствии удаляется, например, травлением в растворе, не допускающем травление основного металла. Характерная особенность контактного меднения в том, что восстановление меди сопровождается протеканием сопряженной реакции растворения металла основания, в результате чистота предварительной обработки поверхности незначительно изменяется и она в печати даст легкий фон. Если фон нежелателен, то поверхность основания после удаления меди необходимо отполировать. If copper is used as a temporary coating, required only during the etching protection stage, it is subsequently removed, for example by etching in a solution that does not allow etching of the base metal. A characteristic feature of contact copper plating is that the reduction of copper is accompanied by a conjugate reaction of dissolution of the base metal, as a result, the purity of the preliminary surface treatment changes slightly and it will give a light background in print. If the background is undesirable, the surface of the base must be polished after removing the copper.

В другом возможном варианте способа после травления защитный слой не удаляют, а полируют. Такой подход целесообразен при изготовлении печатной формы из стали, медь мягче стали и легче полируется. In another possible variant of the method, after etching, the protective layer is not removed, but polished. This approach is advisable when manufacturing a printing plate from steel, copper is softer than steel and easier to polish.

По одному внешнему виду нельзя судить о дефектах медного покрытия, они бывают настолько малых размеров, что не видны даже при увеличении. Однако не видимые глазом дефекты становятся очагами коррозии, как только в них попадает травильный раствор. В одном из вариантов воплощения изобретения, для определения защитных свойств покрытия, травление прерывают сразу после выделения контактной меди на открытых участках металла основания, что фиксируется визуально. При этом контактная медь одновременно выделяется в местах имеющихся скрытых дефектов медного слоя, наглядно выявляя их. В случае обнаружения дефектов их можно закрыть химически стойким материалом и избежать в дальнейшем растравливания основания. В качестве защитного слоя можно применять не только медь, но и ее сплавы, например, с оловом (15-20%). Такое покрытие имеет более прочное сцепление с основным металлом и при той же толщине меньшее число пор. Outward appearance alone cannot be judged on the defects of the copper coating, they are so small that they are not visible even with magnification. However, defects that are not visible to the eye become centers of corrosion as soon as the pickling solution enters them. In one embodiment of the invention, to determine the protective properties of the coating, the etching is interrupted immediately after the release of contact copper in the exposed areas of the base metal, which is visually detected. In this case, contact copper is simultaneously allocated in the places of existing hidden defects of the copper layer, clearly identifying them. If defects are found, they can be covered with a chemically resistant material and further etching of the base can be avoided. As a protective layer, you can use not only copper, but also its alloys, for example, with tin (15-20%). Such a coating has a stronger adhesion to the base metal and, with the same thickness, fewer pores.

Способ может применяться для изготовления печатной формы на основаниях из стали, цинка, алюминия и различных сплавов, в том числе имеющих на поверхности один или несколько слоев покрытия иного состава. В технологическом отношении предпочтительно использование стали. The method can be used for the manufacture of a printing plate on bases of steel, zinc, aluminum and various alloys, including those having one or more layers of coating of a different composition on the surface. Technologically, it is preferable to use steel.

Предлагаемый способ характеризуется сравнительно небольшими затратами на материалы, простотой реализации и оперативностью. Особенно важно то, что применяемые растворы для меднения и травления не изменяют свойств при хранении и не склонны к образованию вредных паров, поэтому при работе требуется лишь минимальная вентиляция. The proposed method is characterized by a relatively low cost of materials, ease of implementation and efficiency. It is especially important that the solutions used for copper plating and etching do not change their properties during storage and are not prone to the formation of harmful vapors, therefore, only minimal ventilation is required during operation.

Предварительная подготовка основания такая же, как и для других манер офорта, только зеркальную полировку целесообразно выполнять после окончания травления, это связано с изменением фактуры поверхности в процессе контактной металлизации. Основным критерием качественной подготовки основания является полная смачиваемость ее поверхности водой. The preliminary preparation of the base is the same as for other etching manners, only it is advisable to perform mirror polishing after the end of etching, this is due to a change in the surface texture during the contact metallization process. The main criterion for the high-quality preparation of the base is the complete wettability of its surface with water.

Варианты осуществления изобретения. Embodiments of the invention.

Настоящее изобретение поясняется примерами, наглядно демонстрирующими возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата. The present invention is illustrated by examples that clearly demonstrate the possibility of achieving the given set of features of the required technical result.

Пример 1. На подготовленную пластину (подготовка поверхности включает шлифование, полирование, обезжиривание, активирование в 5% растворе соляной кислоты в течении 30-45 сек, промывку водой и сушку) из тонколистовой стали холодной прокатки марки 08КП иммерсионным способом осаждается слой меди толщиной 3-4 мкм. Состав раствора меднения: CuS04-5H20 - 8-10 г/л, H2SO4 (Уд. Вес 1,84 г/см³) - 80-100 г/л, вспомогательное вещество ОП-Ю - 5-10 г/л. Температура раствора 30-35°С. Продолжительность меднения 3 мин. После промывки в воде и сушки, офортной иглой по меди гравируют рисунок. Затем пластину подвергают травлению в растворе, содержащем CuS04-5H20 - 50 г/л, ЫазСбН507-5,5Н20 - 90-100 г/л, NaCl - 10 г/л, при температуре 18-25°С до получения рельефа требуемой глубины. Example 1. On a prepared plate (surface preparation includes grinding, polishing, degreasing, activation in a 5% hydrochloric acid solution for 30-45 seconds, rinsing with water and drying), a copper layer 3- thick is immersed from cold-rolled steel sheet 08KP. 4 microns. The composition of the copper plating solution: CuS04-5H20 - 8-10 g / l, H2SO4 (Specific weight 1.84 g / cm ³ ) - 80-100 g / l, auxiliary substance OP-Yu - 5-10 g / l. Solution temperature 30-35 ° С. Copper plating duration 3 min. After washing in water and drying, the pattern is engraved with an etching needle on copper. Then the plate is subjected to etching in a solution containing CuSO4-5H20 - 50 g / l, NasCbH507-5.5H20 - 90-100 g / l, NaCl - 10 g / l, at a temperature of 18-25 ° C until a relief of the required depth is obtained.

Раствор готовят растворением в отдельных порциях воды сульфата меди и цитрата натрия. Затем к раствору цитрата натрия добавляют при перемешивании раствор сульфата меди. К полученной смеси добавляют соль и доводят объем раствора до рабочего водой. The solution is prepared by dissolving copper sulfate and sodium citrate in separate portions of water. Then the copper sulfate solution is added to the sodium citrate solution with stirring. Salt is added to the resulting mixture and the volume of the solution is adjusted to working water.

После травления пластину промывают в воде, медный слой удаляют в растворе, не допускающем травление основного металла, например, содержащем СгОз - 250-300 г/л и (NH4)2S04- 100-120 г/л, вновь промывают, сушат и окончательно полируют. Пример 2. Металл пластины и технологическая последовательность изготовления та же, что в примере 1, но вместо меди осаждают сплав меди с оловом (содержание олова 14-16%) толщиной 3-4 мкм. Состав раствора: CuS04-5H20 - 8-10 г/л, H2SO4 (Уд. Вес 1,84 г/см³) - 80-100 г/л, SnCh - 2-3 г/л, вспомогательное вещество ОП-Ю - 5-10 г/л. Температура раствора 30-35°С. Продолжительность меднения 5мин. Травление осуществляют в растворе содержащем CuS04-5H20 - 250 г/л, Na3C6Hs07-5,5H20 - 450г/л, NaCl - 100 г/л, при температуре 25-30°С до получения рельефа требуемой глубины. После травления медь не удаляют, а ее поверхность полируют. After etching, the plate is washed in water, the copper layer is removed in a solution that does not allow etching of the base metal, for example, containing CrO3 - 250-300 g / l and (NH4) 2SO4- 100-120 g / l, washed again, dried and finally polished ... Example 2. The metal of the plate and the technological sequence of production is the same as in example 1, but instead of copper, a copper-tin alloy (tin content of 14-16%) with a thickness of 3-4 microns is deposited. The composition of the solution: CuS04-5H20 - 8-10 g / l, H2SO4 (Specific weight 1.84 g / cm ³ ) - 80-100 g / l, SnCh - 2-3 g / l, auxiliary substance OP-Yu - 5-10 g / l. Solution temperature 30-35 ° С. Copper plating duration 5 min. Etching is carried out in a solution containing CuS04-5H20 - 250 g / l, Na3C6Hs07-5.5H20 - 450 g / l, NaCl - 100 g / l, at a temperature of 25-30 ° C until a relief of the required depth is obtained. After etching, the copper is not removed, but its surface is polished.

Несмотря на то, что выше в иллюстративных целях были описаны частные варианты осуществления настоящего изобретения, квалифицированным специалистам в данной области будет понятно, что могут быть сделаны многочисленные вариации деталей настоящего описания, не выходящие за рамки объема определенного в формуле изобретения и ее эквивалентах. Например, в настоящем тексте варианты осуществления были описаны для одного комплексообразователя, но в соответствии с настоящим описанием можно также использовать один или больше других таких компонентов, а также любые другие из упомянутых компонентов. While particular embodiments of the present invention have been described above for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that numerous variations of the details of the present description can be made without departing from the scope of the claims and their equivalents. For example, in the present text, the embodiments have been described for one complexing agent, but one or more other such components, as well as any other of the mentioned components, can also be used in accordance with the present description.

В соответствии с изобретением было найдено, что при изготовлении печатной формы для офорта на металлических основаниях имеющих электродный потенциал более отрицательный, чем электродный потенциал меди, можно использовать для защиты от травления слой меди или ее сплава, предварительно осажденный на поверхность основания, в том числе простым и не требующим капитальных затрат иммерсионным способом. Предлагаемый в изобретении подход позволяет снизить трудоемкость изготовления печатной формы, повысить ее разрешающую способность и в итоге получить очень тонко очерченную гравюру. In accordance with the invention, it was found that in the manufacture of a printing plate for etching on metal substrates having an electrode potential more negative than the electrode potential of copper, can be used for protection against etching a layer of copper or its alloy, pre-deposited on the surface of the base, including a simple and not requiring capital expenditures immersion method. The approach proposed in the invention makes it possible to reduce the labor intensity of manufacturing a printing plate, to increase its resolution and, as a result, to obtain a very finely outlined engraving.

Анализ иных манер офорта показывает, что предлагаемый способ изготовления печатной формы содержит ряд новых, ранее не известных приемов, которые имеют определенные преимущества, и будет способствовать дальнейшему развитию печатной графики. An analysis of other etching techniques shows that the proposed method for making a printing plate contains a number of new, previously unknown techniques that have certain advantages, and will contribute to the further development of printed graphics.

Claims

Формула изобретения. Claim.

1. Способ изготовления печатной формы для офорта, включающий гравирование рисунка на металлическом основании покрытом защитным слоем, углубление обнаженного металла травлением, удаление защитного слоя, отличающийся тем, что металлическое основание изготавливают из металла или сплава имеющего электродный потенциал более отрицательный, чем электродный потенциал меди, в качестве защитного слоя осаждают медь или ее сплав, а травление осуществляют в растворе, обеспечивающем растворение металла основания преимущественно вследствие реакции контактного обмена с ионами меди. 1. A method of manufacturing a printing plate for etching, including engraving a pattern on a metal base covered with a protective layer, deepening the exposed metal by etching, removing a protective layer, characterized in that the metal base is made of a metal or alloy having an electrode potential that is more negative than the electrode potential of copper, Copper or its alloy is deposited as a protective layer, and the etching is carried out in a solution that ensures the dissolution of the base metal mainly due to the reaction of contact exchange with copper ions.

2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что перед травлением, отдельные участки обнаженного металла покрывают химически стойким материалом, а травление по меньшей мере один раз прерывают и в перерыве частично или полностью удаляют химически стойкий материал, после чего продолжают травление. 2. The method according to claim 1, characterized in that prior to etching, individual areas of the exposed metal are coated with a chemically resistant material, and the etching is interrupted at least once and the chemically resistant material is partially or completely removed during the break, after which etching is continued.

3. Способ по пункту 1 или 2, отличающийся тем, что травление по меньшей мере один раз прерывают и в перерыве дополняют рисунок гравированием по защитному слою до обнажения металла основания и/или покрывают химически стойким материалом протравленные участки, после чего продолжают травление. 3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the etching is interrupted at least once and during the interruption the pattern is supplemented by engraving on the protective layer until the base metal is exposed and / or the etched areas are covered with a chemically resistant material, after which the etching is continued.

4. Способ по любому пункту 1-3, отличающийся тем, что травление по меньшей мере один раз прерывают и в перерыве осуществляют печать пробного оттиска, при необходимости, вносят дополнения и/или исправления гравированием по защитному слою до обнажения металла основания и/или покрытием химически стойким материалом протравленных участков, после чего продолжают травление. 4. The method according to claim 1, 3, characterized in that the etching is interrupted at least once and a proof print is printed during the interruption; if necessary, additions and / or corrections are made by engraving along the protective layer until the base metal and / or coating is exposed chemically resistant material of the etched areas, after which etching is continued.

5. Способ по любому пункту 1-4, отличающийся тем, что после выделения контактной меди травление прерывают, выявляют дефекты защитного слоя и покрывают их химически стойким материалом, после чего продолжают травление. 5. The method according to claim 1, characterized in that after the separation of the contact copper, the etching is interrupted, the defects of the protective layer are detected and covered with a chemically resistant material, after which the etching is continued.

6. Способ по любому пункту 1-5, отличающийся тем, что после удаления защитного слоя основание полируют. 6. A method according to claim 1, characterized in that, after removing the protective layer, the base is polished.

7. Способ по любому пункту 1-5, отличающийся тем, что после травления защитный слой не удаляют, а полируют. 7. The method according to any paragraph 1-5, characterized in that after etching the protective layer is not removed, but polished.

8. Раствор для осуществления способа по пункту 1, содержащий сульфат меди, источник хлорид-ионов и воду, который дополнительно содержит комплексообразователь, а в качестве источника хлорид-ионов - натрий хлористый при следующем соотношении компонентов: сульфат меди 20-250 г/л, комплексообразователь, в количестве необходимом для образования растворимой комплексной соли меди (II) и свободный избыток не менее 0,1 г/л, натрий хлористый 0,1-150 г/л. 8. A solution for implementing the method according to paragraph 1, containing copper sulfate, a source of chloride ions and water, which additionally contains a complexing agent, and sodium chloride as a source of chloride ions with the following ratio of components: copper sulfate 20-250 g / l, a complexing agent, in the amount necessary for the formation of a soluble complex copper (II) salt and a free excess of at least 0.1 g / l, sodium chloride 0.1-150 g / l.